樂家灣銻礦向深部開采過程中的水文地質(zhì)分析

鄒輝輝

摘要：本文在介紹樂家灣銻礦開采歷史、開采情況與地質(zhì)特征的基礎上，分析了礦山在向深部開采過程中水工環(huán)地質(zhì)條件的變化及類型。

關鍵詞：銻礦；開采；標高；上龍

1.礦山開采簡史

據(jù)調(diào)查于公元1933年～1935年由長沙一位留美冶金學者李××和資本家進行土法開采，就地冶煉，開采范圍5線以東地表和淺部的民窿。1965年～1967年由樂昌縣鉛鋅礦公司開采，主采范圍388m中段標高以上5線以西段。1968年～1969年由慶云公社組織力量開采，建設銻選廠一座，選礦規(guī)模處理礦石100噸/日。1980年～1985年由樂昌銻冶煉廠承包開采，后期開拓370m中段。1986年由樂昌縣經(jīng)委接管辦礦，開采范圍370m中段以上，并開拓基建坑道335m和300m中段。已擴建選廠規(guī)模150噸/日，并建配套的井下，地面提升設備和10m³～20m³壓風動力設備。于1995年6月體制改革，轉(zhuǎn)為有限責任公司開采，至今均為由樂昌市慶云鎮(zhèn)上龍銻礦有限公司開采。

礦山經(jīng)過多年的開發(fā)建設，已由+388m標高開采至+30m標高。

2.水文地質(zhì)條件及開采后的變化

2.1水文地質(zhì)現(xiàn)狀評價

（1）礦區(qū)在區(qū)域水文地質(zhì)單元中的位置

礦區(qū)位于地表水分水嶺，地形有利于排泄。地下水以F1斷裂經(jīng)過的上樂家灣為分水嶺，地下水向北東、南西方向以溶洞下降泉的形式向外排泄，不利于地下水聚集。礦區(qū)當?shù)刈畹颓治g基準面在上樂家灣，標高370m；儲量估算最低邊界為-67m；主礦體位于當?shù)刈畹颓治g基準面以下，不利于自然排水。

（2）構(gòu)造破碎帶的水文地質(zhì)特征

F1縱斷層，走向北東，傾向南東，從豐收水庫南西經(jīng)樂家灣，洞頭往竹芬方向延伸，穿過（D₃m^a）和（D₃m^b）。斷層線上，泉點呈串珠狀排列。受斷層影響，溶洞，地下暗河發(fā)育，并向下延伸較深。據(jù)ZK221鉆孔揭露，在標高52.09m～49.65m仍發(fā)育有溶洞；另據(jù)ZK220鉆孔資料，該孔自地面至標高49.94m，孔深339.03m，均發(fā)育有溶洞和溶蝕裂隙，裂隙面多見黃褐色、紅褐色附著物，地下水活動痕跡明顯，部分溶洞充填。

沿斷層發(fā)育地下暗河，主要有上樂家灣—豐收水庫暗河；上樂家灣—竹芬暗河，兩條暗河以上樂家灣為分水嶺，分別沿斷層向北東、南西方向以溶洞下降泉的形式在豐收水庫和竹芬一帶排出地表，流出區(qū)外。

由F1縱斷層位于礦體下盤，與礦體之間有100m～200m厚的隔水層存在，未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造斷裂溝通，根據(jù)鉆孔和坑道揭露，斷層對礦坑充水無影響。

（3）礦區(qū)含水層和隔水層

①帽子峰組下亞組（D₃m^a）中厚層白云質(zhì)灰?guī)r巖溶含水層：走向北東，傾向南東，傾角40°～60°，厚度80m～120m。受傾伏褶皺影響，該層在礦區(qū)北面和南面均有出露。

②天子嶺組中亞組上段（D₃t^b-3）中厚層灰?guī)r裂隙含水層：厚度15m～20m，該層巖溶不發(fā)育，巖心檢查僅見少量溶蝕裂隙。泉流量0.059L/s～1.638L/s，據(jù)ZK1111簡易抽水資料，q=0.013L/（s·m）；坑道揭露到本層只見兩處裂隙突水，水量分別為0.136L/s和0.288L/s，富水性弱。鉆孔水位標高400m～412m；地下水流向南西。由于含水層厚度較薄補給來源主要靠大氣降水，動儲量不大，以靜儲量為主。據(jù)坑道水文地質(zhì)調(diào)查，張性裂隙發(fā)育地段有點滴狀、線流狀滴水和小股狀出水，水量一般在突水后不長時間內(nèi)就明顯減少甚少干涸。受季節(jié)影響明顯，如388m中段一處突水，雨季水量為0.288L/s，旱季只有點滴狀和線流狀滴水。

本含水層位于礦體上盤，與礦體間存在天子嶺組中亞組中段（D₃t^b-2）薄層泥灰?guī)r，泥巖隔水層，由于該隔水層厚度不大，且松軟破碎，地下水可沿裂隙補給礦坑，另外由于部分巷道通風井通過該含水層，因此、構(gòu)成了礦坑充水次要含水層。

③天子嶺組中亞組下段（D₃t^b-1）中厚層灰?guī)r裂隙弱含水層：厚度18m～150m，巖溶不發(fā)育、鉆孔僅見少量溶蝕裂隙及破碎帶導水。據(jù)鉆孔資料、水位標高為398m～417m，地下水流向南西。該含水厚度不大。補給來源主要依靠大氣降水，以消耗靜儲量為主。如388m中段貫通370m中段運輸斜井施工中，發(fā)生一處突水，初始突水量5.618L/s，20小時后即減少到0.102L/s，最后干涸，富水性弱。

本含水層為主要含礦層位，地下水可直接進入礦坑，為礦坑充水主要含水層。

④天子嶺組上亞組下段（D₃t^c）薄層泥質(zhì)灰?guī)r隔水層：厚度100m～120m，該層泥炭質(zhì)含量高，局部夾粉砂巖，頁巖，巖溶不發(fā)育，為礦區(qū)主要隔水層。

⑤天子嶺組中亞組中段（D₃t^b-2）薄層泥灰?guī)r隔水層：厚度25m～60m，位于礦體頂、底板，該層泥炭質(zhì)含量高，巖性松軟，為隔水層；由于厚度小，穩(wěn)定性較差，少量張性裂隙可成為地下水通道。

⑥第四紀沖積含水層不發(fā)育，而風化殘坡積黏土、亞黏土覆蓋全區(qū)且厚度大（0.2m～12m），弱透水或局部透水，與裂隙水有水力聯(lián)系。

（4）地表水與地下水動態(tài)變化及其水力聯(lián)系

本區(qū)地表水及地下水主要接受大氣降水補給，流量及水位隨季節(jié)變化明顯，年變化幅度較大。地下水位年變幅為4.12m～10.00m。

本區(qū)地表水田頭河、南大溝遠離礦床。與礦區(qū)含水層之間無水力聯(lián)系。由于F縱斷層穿過豐收水庫，且沿（D₃m^a）巖溶發(fā)育。在豐收水庫中發(fā)現(xiàn)有數(shù)個溶洞泉，為上樂家清一豐收水庫地下暗河的出口，故豐收水庫與（D₃m^a）巖溶含水層水力聯(lián)系密切，在天然情況下，地下水補給豐收水庫。但位于礦體上方的水塘（原慶豐水庫），未發(fā)現(xiàn)水庫與地下水有水力聯(lián)系：如ZK1108鉆孔距水庫只有18m，水位低于水庫水位4.10m；ZK226鉆孔距離水庫只有5m，水位高出水庫水位1.39m。

（5）礦床主要充水因素

主礦體賦存于（D₃t^b-1）灰?guī)r中，含礦層即是弱裂隙含水層，地下水可直接進入礦坑。此外。（D₃t^b-3）灰?guī)r裂隙中之地下水，也可從礦層頂板間接進入礦坑。這兩個弱含水層是礦床充水床充的主要來源，但由于富水性弱，補給來源主要靠大氣降水，但水量不大，故對礦床充水不會造成較大危害。

2.2本次水文地質(zhì)調(diào)查情況

根據(jù)礦山水文地質(zhì)小組長期監(jiān)測，礦井排水采用多級向外排水方式。目前共設置4個水倉，分別為+230m、+265m、+330m、+390m各中段一個，各水倉的水通過水泵泵出到地面蓄水池。據(jù)礦山介紹，礦井內(nèi)生產(chǎn)用水量較小，井下水倉容量能供給生產(chǎn)，多余水量通過水泵排向井外。

根據(jù)近年礦山水文監(jiān)測資料統(tǒng)計（表1），+230m中段以上總排水量為：枯水期200m³/d，豐水期最大1 100m³/d，年均650m³/d，其中+230m坑道（主坑道總長約0.28km）最大排水量為：枯水期140m³/d，豐水期最大730m³/d，年均435m³/d；+265m坑道（主坑道總長約0.28km）涌水量為：枯水期60m³/d，豐水期370m³/d，年均215m³/d，與1988年相比略有減小。與2010年相比，+230m坑道水量略有增加，+265m坑道水量略有減少。

本次礦山生產(chǎn)勘探新開拓的探礦中段+200m、+155m、+120m、+60m、+30m四個中段，根據(jù)我隊井下觀測，時間稍久的+200m、+155m、+120m中段坑道中，坑底有少量積水（據(jù)礦井負責人講，積水主要為施工用水積水），坑壁潮濕，未見明顯積水，而最新的+60m、+30m中段，我隊工作人員下井觀測時，坑道兩壁較為干燥、未見滴水或潮濕。由此推斷近礦含水層未往深部延伸，大致在+155m～+200m范圍中斷，因此不進行深部低標高的礦坑涌水量預測。

綜上所述，礦區(qū)水文地質(zhì)條件較好，但+370m中段突水量可達5.618L/s，因此礦區(qū)水文地質(zhì)條件中等。

3.結(jié)語

水文地質(zhì)：礦體賦存于侵蝕基準面以下，附近有地表水體，但對礦床充水無影響；礦區(qū)以裂隙充水為主，根據(jù)開采資料，+370m中段礦坑涌水量1100m³/d，突水量可達5.618L/s，而新開拓的礦坑中段+200m、+155m、+120m、+60m、+30m五個中段坑底有少量積水、坑壁潮濕或坑道兩壁較為干燥、未見滴水，因此礦床水文地質(zhì)條件屬中等。